2009112020334_劉傲_水位自動檢測系統(tǒng)

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1、水位自動檢測系統(tǒng)目的和意義水位的自動化監(jiān)測、傳輸和處理為水庫現(xiàn)代化建設(shè)提供了良好的基礎(chǔ)資料。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域都需要對水位進行監(jiān)控，可能現(xiàn)場無法靠近或現(xiàn)場無需人力來監(jiān)控。我們就可以通過遠程監(jiān)控，坐在儀器前就能對現(xiàn)場進行監(jiān)控，既方便又節(jié)省人力。為了保證水利發(fā)電站的安全生產(chǎn),提高發(fā)電效率,水電站生產(chǎn)過程需要對水庫水位、攔污柵壓差和尾水位進行監(jiān)測。,利用現(xiàn)代電子技術(shù),特別是單片機技術(shù)和不揮發(fā)存儲器技術(shù),設(shè)計開發(fā)一種通用性好,可靠性高,維護方便,可適用于多種監(jiān)測環(huán)境的多模式水位自動監(jiān)測系統(tǒng)具有重要的實際意義。主要內(nèi)容本次所設(shè)計的水位自動監(jiān)測系統(tǒng)主要包括以下幾

2、個內(nèi)容：多點水位數(shù)據(jù)采集：具有自動檢測水位等功能，可根據(jù)需要進行定時檢測、選點檢測和巡回檢測；水位數(shù)據(jù)傳輸：采集的數(shù)據(jù)進行遠程傳輸，需要解決遠程傳輸數(shù)據(jù)不穩(wěn)定和有干擾等影響；水位數(shù)據(jù)分析：通過單片機進行數(shù)據(jù)分析，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃ED和報警器，進行數(shù)據(jù)顯示或報警；水位數(shù)據(jù)顯示：根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)通過LED顯示；水位預(yù)警：根據(jù)水位實測值與人工設(shè)定的超限制或相關(guān)數(shù)據(jù)模型進行對比分析，若實測值超過設(shè)定的范圍，則語音報警。水位自動監(jiān)測系統(tǒng)采用液體壓力探頭采集水位原始資料，在單片機上進行模數(shù)轉(zhuǎn)化資料處理，通過專線把資料傳輸?shù)焦ぷ髡?；同時也可以在遠程工作站通過電話撥號調(diào)

3、用資料；在工作站的計算機上進行資料加工、存取、分析等處理。遠離水庫的指揮中心通過該系統(tǒng)可獲得當前時刻的水位、水庫庫容、淹沒面積、當天最高水位、最低水位、日水位升降、平均水位等一系列數(shù)據(jù)，為水庫的防洪、水庫水資源調(diào)度、蓄水灌溉提供科學的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示和水位預(yù)警等部分組成?；窘M成基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以單片機為核心控制器件；結(jié)合外圍電路所構(gòu)成?；窘M成如圖2.1所示。圖2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成采集系統(tǒng)硬件主要包括傳感器、轉(zhuǎn)換器、單片機、輸入輸出接口電路等。由單片機做為控制單元的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作過程可分為以下幾個步

4、驟：數(shù)據(jù)采集是將被測量的信號轉(zhuǎn)換為能夠被單片機所識別的信號并輸入給單片機；數(shù)據(jù)處理是由單片機執(zhí)行以測試為的的算法程序后，得到與被測參數(shù)對應(yīng)的測量值或形成相應(yīng)的決策與判斷。壓力式水位傳感器1）原理：根據(jù)壓力與水深成正比關(guān)系的靜水壓力原理，運用壓敏元件作傳感器的水位汁。當傳感器固定在水下某一測點時，該測點以上水柱壓力高度加上該點高程，即可間接地測出水位。壓力式水位計是一種通過壓力傳感器及其有關(guān)的引壓信號傳輸數(shù)據(jù)處理等裝置來測定水位的儀器可有數(shù)字顯示編碼輸出及自動記錄的功能它可分為引壓式和直接式兩種記錄特征可分為模擬過程線數(shù)字顯示分時段記時打印磁帶記錄固態(tài)存貯

5、微機處理等形式。2）優(yōu)點：測量精度高，價格相對低廉，安裝簡便，不需要建造水位井。3）缺點：對泥沙含量大的水流，測量精度會受到影響，工作不穩(wěn)定，壓阻式有時飄、溫飄，要定時率定。報警電路壓電式蜂鳴器，約需10mA的驅(qū)動電流。因此，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動，也可以使用一個晶體三極管驅(qū)動。如圖3.10所示是這種驅(qū)動的接口電路。圖3.10單頻音報警電路在圖中，P0.0接晶體管基極輸入端，當P0.0輸出高電平“1”時，晶體管導通，壓電蜂鳴器得電而鳴音；P0.0輸出低電平“0”時，三極管退出導通狀態(tài)，蜂鳴器停止發(fā)音。總結(jié):本次所設(shè)計的水位

6、自動監(jiān)測系統(tǒng)主要包括以下幾個內(nèi)容：多點水位數(shù)據(jù)采集：具有自動檢測水位等功能，可根據(jù)需要進行定時檢測、選點檢測和巡回檢測；水位數(shù)據(jù)傳輸：采集的數(shù)據(jù)進行遠程傳輸，需要解決遠程傳輸數(shù)據(jù)不穩(wěn)定和有干擾等影響；水位數(shù)據(jù)分析：通過單片機進行數(shù)據(jù)分析，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃ED和報警器，進行數(shù)據(jù)顯示或報警；水位數(shù)據(jù)顯示：根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)通過LED顯示；水位預(yù)警：根據(jù)水位實測值與人工設(shè)定的超限制或相關(guān)數(shù)據(jù)模型進行對比分析，若實測值超過設(shè)定的范圍，則語音報警。水位自動監(jiān)測系統(tǒng)采用超聲波探頭采集水位原始資料，在單片機上進行模數(shù)轉(zhuǎn)化資料處理，通過專線把資料傳輸?shù)焦ぷ髡荆煌瑫r也可以在

7、遠程工作站通過電話撥號調(diào)用資料；在工作站的計算機上進行資料加工、存取、分析等處理。遠離水庫的指揮中心通過該系統(tǒng)可獲得當前時刻的水位、水庫庫容、淹沒面積、當天最高水位、最低水位、日水位升降、平均水位等一系列數(shù)據(jù)，為水庫的防洪、水庫水資源調(diào)度、蓄水灌溉提供科學的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示和水位預(yù)警等部分組成。目前有些水位監(jiān)控儀在運行過程中存在著一些問題，如：系統(tǒng)不穩(wěn)定、抗干擾能力差、精度低、輸出控制或顯示信號不滿足要求、現(xiàn)場更改程序或程序升級麻煩及通信能力差等。